1. Sintesi
Il passaggio dall'elettronica indossabile rigida alle interfacce biointegrate e conformabili alla pelle dipende da materiali e processi di produzione in grado di preservare la qualità del segnale, resistere a deformazioni ripetute e rimanere compatibili con substrati delicati.
Gli inchiostri conduttivi NovaCentrix, utilizzati con la stampa a getto di aerosol, la stampa a getto d'inchiostro e la stampa co-jet, costituiscono la base per applicazioni quali il rilevamento acustico indossabile, la tecnologia aptica, il monitoraggio cardiorespiratorio, l'analisi del sudore, le biointerfacce a temperatura ambiente e la bioelettronica biodegradabile.
2. Ambiti di applicazione strategici
2.1 Rilevamento biometrico acustico e riconoscimento vocale - Modello JS-A221AE [1]
Sensori piezoresistivi indossabili per il monitoraggio vocale integrato nella gola hanno raggiunto un'accuratezza di riconoscimento del 95.9% mantenendo segnali stabili su pellicole di poliuretano da 40 micron. Gli elettrodi stampati con tecnologia a getto di aerosol hanno consentito l'acquisizione di modelli vocali ad alta fedeltà in un formato conformabile.
2.2 Feedback aptico e display tattili indossabili - Modello JS-A426 [2]
I micro-riscaldatori stampati con la tecnica a getto di aerosol, con larghezze di linea di circa 55 micron e spessori di traccia prossimi a 2.4 micron, hanno fornito la bassa massa termica necessaria per una rapida risposta aptica. Il sistema risultante ha generato forze superiori a 30 mN, rimanendo al contempo entro i limiti di tensione compatibili con le batterie.
2.3 Monitoraggio cardiorespiratorio in tempo reale - Modello JS-A191 [3]
Il design con elettrodi a griglia su entrambi i lati ha ridotto il consumo di inchiostro d'argento del 36.6%, mantenendo al contempo una qualità del segnale di livello medicale con un errore assoluto medio inferiore a 0.36 bpm durante l'attività fisica intensa, rendendolo particolarmente adatto al monitoraggio respiratorio indossabile.
2.4 Monitoraggio biochimico e della sudorazione - Modello JS-A102A [4]
Gli elettrodi interdigitati in argento stampati su substrati flessibili di poliimmide fungono da struttura conduttiva per gli strati sensibili a base di cobalto MOF utilizzati nei dispositivi indossabili per il monitoraggio dell'umidità e del sudore. La geometria IDE consente una trasduzione stabile, mentre lo strato sensibile fornisce la risposta all'analita.
2.5 Monitoraggio biointegrato e della temperatura ambiente - Modello JS-A221AE [5]
La sinterizzazione a getto di plasma atmosferico non termico a circa 35 gradi Celsius consente la stampa diretta su substrati biologici come foglie e polimeri morbidi. Ciò apre nuove prospettive per l'idratazione e il monitoraggio ambientale, laddove la polimerizzazione termica convenzionale danneggerebbe la superficie di destinazione.
2.6 Bioelettronica di seta "tutto in uno" - Modello JS-A102A [6]
La bioelettronica in seta ultra-morbida per ECG, EEG ed EOG combina la compatibilità cutanea con la completa biodegradabilità nel terreno entro due giorni, dimostrando come gli inchiostri d'argento stampati possano supportare sistemi di monitoraggio bioelettronico a basso impatto ambientale.
3. Matrice delle prove accademiche
Validazione dei dispositivi indossabili pubblicata
Esempi di applicazioni, materiali e processi di stampa descritti nel documento.
| Il riconoscimento vocale | Modello JS-A221AE, Aerosol Jet, Sensori ACS |
|---|---|
| Display tattile | Modello JS-A426Aerosol Jet, npj Flexible Electronics |
| Monitoraggio respiratorio | Modello JS-A191, Inkjet, IEEE BSN |
| Umidità e sudore | Modello JS-A102A, Inkjet, IEEE Sensors Journal |
| Bioidratazione | Modello JS-A221AE, Co-Jet, Piccolo |
| Bioelettronica della seta | Modello JS-A102A, Inchiostro a getto d'inchiostro, Scienza avanzata |
4. Referenze
- [1]
Wang, Q.; Li, P.; Yuan, Q.; Zhang, W.; Ma, M.; Luo, G.; Lang, Y.; Zhou, L.; Su, Z. Un sensore acustico indossabile in nanocristalli di grafene/cellulosa stampato con getto di aerosol per il riconoscimento vocale. ACS Sens. 2025, 10 (11), 8521-8530.
Open source - [2]
Mazzotta, A.; Taccola, S.; Cesini, I.; Sanchez Sifuentes, M.; Harris, RA; Mattoli, V. Display tattile indossabile a bassa tensione con attuazione termopneumatica. npj Flex. Electron. 2025, 9, 70.
Open source - [3]
Utsha, UT; Rahman, M.; Morshed, BI Monitoraggio della respirazione in tempo reale basato su smartphone con elettrodi indossabili stampati a getto d'inchiostro su entrambi i lati. In 2025 IEEE-EMBS International Conference on Body Sensor Networks (BSN); 2025.
Open source - [4]
Hosseinzadeh, B.; Tonello, S.; Lopomo, NF; Sardini, E. Sensore flessibile completamente stampato con uno strato sensibile a struttura metallo-organica a base di cobalto per il monitoraggio dell'umidità nei sistemi indossabili. IEEE Sens. J. 2026, 26, 3644-3657.
Open source - [5]
Du, Y.; Yang, J.; Canzone, K.; Jiang, Q.; Bappy, MO; Zhu, Y.; Vai, DB; Zhang, Y. Stampa autonoma di aerosol e plasma Co-Jet di dispositivi metallici a temperatura ambiente. Piccolo 2025, 21 (11), e2409751.
Open source - [6]
Mirbakht, SS; Golparvar, AJ; Umar, M.; Kuzubasoglu, BA; Irani, FS; Yapici, MK Bioelettronica di seta altamente autoadesiva e biodegradabile per il monitoraggio impercettibile a lungo termine di biosignali elettrofisiologici. Adv. Sci. 2025, 12 (8), 2405988.
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